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生物质气化发电多联产

生物质气化发电多联产
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联系人: 张建为
所在城市: 河北省 石家庄
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生物质气化热电肥联产项目简介

1、前言

农林生物质(包括椰壳、桃核、杏核、木片、果树枝条、木质废料等)及农林副产品加工废弃物。农林生物质资源具有分布范围广、可再生、硫、氮和灰分含量少等优点,因此,是一种十分宝贵的可持续获得的绿色资源。该技术是将农林生物质送入气化炉自燃控氧热裂解,形成上部进料下部出炭侧壁出高温粗燃气的连续工作过程。高温粗燃气经换热降温、净化、气液分离后得到的可燃性气体输入内燃燃气机发电;粗燃气通过冷凝回收得到农林生物质提取液,提取液沉淀分离出木醋液,木焦油;木醋液可加工为用于牲畜场所的消毒液、除臭剂,也可以加工为具有防虫、防病的农药助剂或农药,还可以用于促进作物生长的叶面肥或液体肥,在有机蔬菜、水果及农作物的生产中有很好的效果;得到生物质固体炭,富含作物生长的必需营养元素,对水和肥料有长效缓释作用,且对重金属污染、退化的土壤具有改良、修复作用,可制成有机炭基肥或钢铁工业的保温材料等。农林生物质高效、无公害化、资源化利用。一方面能促进农业生产的良性循环,为社会主义新农村建设提供有力的技术支持,广泛吸纳大量农村富余劳力,适合我国的国情与农情,符合可持续发展的大方向,具有良好的社会、生态和经济效益;另一方面,在全球面临能源危机及生态环境日益恶化、在国家实施《中华人民共和国可再生能源法》的形势下,开发利用可再生资源,变废为宝,具有十分重大的现实意义和历史意义。

河北卓创新能源科技有限公司考虑到农林生物质无害化利用的基础上,更重视把农林生物质作为一种资源加以阶梯综合利用,同时制备生物燃气、生物炭、木醋液和木焦油等产品。生物质气化及燃气发电的余热回收利用产生蒸汽供生产使用,生物炭、木醋液、菌种、微量元素按一定比例经过粉碎、搅拌、造粒、烘干、计量、包装生产生物炭基有机肥。实现了生物质气化热电肥多联产,该技术以申报国家发明专利2项:①一种生物质炭、气、油、液、热、电多联产的装置及其方法,专利号201510243030.X;②有机废弃物发酵井式一体化沼气发生设备及其工艺,专利号201510270431.4;申报国家实用新型专利3项,③连续式数控炭化炉,专利号:2009021025320;④一种沼气水洗提纯生物燃气设备,专利号201520342189.2;⑤一种节能型连续炭化炉,专利号201520307391.1。同时委托河北双良锅炉容器有限公司进行项目设备的制作加工以及后期安装维护工作,现以在河北辛集建成项目示范基地——辛集兴源科技有限公司年处理5万吨秸秆热电肥综合利用项目。

河北卓创新能源科技有限公司与河北省农林科学院组成产学研课题组,正在研发生物炭基有机肥的工艺、设备及配方。

2、项目工艺简介

生物质炭化制气技术是利用秸秆、树枝、果壳、椰壳、玉米芯及农作物生物质等各种农业废弃物,经分类切段后通过上料系统连续加入连续式数控炭化炉,在炉内依次完成再烘干、裂解炭化,最终产生生物粗燃气、生物质炭;粗燃气经净化分离可得生物燃气、木焦油、木醋液。该技术创新与现在焖烧、干熘烧制木炭相比,具有质量好、速度快、产量高、成本低、无污染的优点。

3、项目优势

该项目主要优势在于:

① 整个生产系统是连续进行的,而且是自供热,不消耗燃料、无三废排放;

② 炭化产量高,工艺周期短,是传统炭化工艺的1/20;

③ 与煤和其它化石燃料相比,可大大减少CO2、NOx 和SO2的排放,实现了节能减排、在一定程度上缓解了能源危机、增加了农民收入;

④ 有效解决因农林生物质焚烧造成的环境污染和资源浪费,为解决三农问题提供一种可行的方法;

⑤ 在整个生产过程中,可根据需要控制和调整气、炭、液产品的产量和质量;

⑥ 可以将不同的原料(秸秆、玉米芯、果壳、果核、果树枝等)加工成1-3cm颗粒放入一个炉体中同时炭化,改变了现在烧炭时小尺寸或粗细不等的原料不能混烧的工艺;

⑦ 用此工艺技术生产出的生物质炭、木焦油、木酸液具有很高的工业利用价值。可燃气体直接用于燃气内燃机发电。这是一项将农、林废弃物转化为工业原料实现炭循环的循环经济工程,是新农村实现城市化生活的重要途径。

4、综合效益分析

①环境、节能效益 

农林生物质同时制取炭、气、木焦油、木醋液产品的方法及应用技术有效解决了农林生物质等农林废料因废弃燃烧产生的CO2以及烟雾造成的环境污染。该项目生产过程无需添加任何化学物质和外加能源,生物质炭最终产品有机肥料、土壤修复剂等本身具有环保性;木醋液的主要成分是有机酸,开发为除臭剂、消毒液等则是改善环境卫生产品;可燃气体可直接发电;木焦油可直接用于木材防腐剂、矿石浮选剂等。因此,本技术具有较好的环保、节能效益。

②社会效益

通过在乡镇建设农林生物质同时制取炭、气、液产品的加工厂,将农林生物质加工成农林生物质炭和农林生物质提取液,农林生物质炭可制成有机肥料、土壤修复剂等,农林生物质提取液可加工成叶面肥、除臭剂等,可改善农村生态环境,提高农林生物质的利用效率和附加值,增加农民收入,调整农业产业结构,也解决了农村剩余农林生物质资源的有效处理问题。可燃性气体用于发电,是一种可再生的环保型生物质能源。本项目为农民增收提供一种有效的途径,同时实现了农林生物质的高效、无公害、资源化利用,将产生重大的经济、社会和生态效益。生物质可燃气主要用于发电等,具有三个方面的特点:一是技术有充分的灵活性;二是具有较好的洁净性;三是经济性。炭产品可用于制成有机复合肥、固体燃料或钢铁工业的保温材料等;农林生物质提取液可用于家畜饲养的消毒、杀菌液、除臭剂或用于农药、助剂、促进作物生长的叶面肥。本技术为农民增收提供一种有效的途径,同时实现了农林生物质的高效、无公害、资源化利用,将产生重大的经济、社会和生态效益。

③经济效益

在农林生物质同时制取气、炭、液产品工艺正常运行条件下,每2.2-2.8kg农林生物质材料可发电1kwh,若每年利用6万吨农林生物质材料通过气化炉产生燃气,全年发电约2400多万度,得到生物质炭1.7万吨、木醋液1.2万吨、木焦油2000吨,回收余热产生蒸汽2.16万吨。 

5、项目规划

 

以建1 MW生物质炭化热电多联产项目为例,每年处理2万吨农林生物质,年发电576万度并网(生物质新能源电价0.75元/度,计432万元),同时得到生物质炭5600吨,木醋液4000吨,木焦油600吨,气化、发电余热可为1台1吨锅炉提供热量。本项目完成后,年利用农林生物质约2.0万吨,每年可代替标煤3000吨,减排二氧化硫72吨,减排氮氧化物22吨,减排二氧化碳7800吨。

6、总结

①本项目设计方案合理,符合当地的生物质资源和能源发展规划,工程选用的技术工艺成熟、应用广泛,处于国内领先水平。

②本项目充分利用当地生物质资源,将低品质资源转化为高品质的清洁燃气和产品,既可为当地农民增收节支,又可大大提高居民的生活质量、用能品质,有助于加快城镇化建设步伐。

③本工程具备良好的建设条件,工程的实施既可带来可观的经济效益,又可减少CO2和SO2的排放,具有显著的环境效益。

该项目符合国家能源政策,项目实施是可行的。

 

7、生物质炭气油液热电联产成套设备投资估算价格表

                                                             单位:万元

序号

规模/MW

设备投资

配套资金

占地面积

建设周期

备注

1

0.2

180

88

1000㎡

160天

 

2

0.5

380

180

1200㎡

160天

 

3

1.0

680

320

1600㎡

200天

 

4

2.0

1350

630

2400㎡

240天

 

5

3.0

1950

900

28/00㎡

260天

 

6

5.0

3300

1500

3200㎡

300天

 

7

10.0

6500

3000

4000㎡

360天

 

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